【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于道路瀝青，涉及瀝青路面材料，具體涉及一種多功能鐵尾礦瀝青路面材料及其制備方法。
技術介紹
1、近年來，工業廢渣、廢舊道路材料以及廢舊橡膠等固體廢棄物在工程材料中的再生利用已成為一種趨勢，這種技術手段不僅可以有效處理固廢，更能節約社會資源、保護生態環境，是目前國內外工程技術人員致力推廣的技術方向之一。鐵尾礦是工業固體廢棄物的主要組成部分。據不完全統計，目前國內現存鐵尾礦近20億噸，且年排量超過7500萬噸，數量眾多、體積龐大的鐵尾礦不僅占用土地、污染環境，還存在極大的安全風險，廢舊道路材料以及廢舊橡膠的利用率也急需提升，故尋找合理處治固廢的方法勢在必行。
2、現階段，將鐵尾礦、道路再生材料以及廢舊橡膠用于瀝青路面中的研究中，雖然利用了大量固廢，但是很難兼顧瀝青混合料的高低溫性能及耐久性能。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于，提供一種多功能鐵尾礦瀝青路面材料及其制備方法，以解決現有技術中的鐵尾礦瀝青路面材料，在兼顧兼顧瀝青混合料的高低溫性能及耐久性能的基礎上，抑冰能力有待進一步提升的技術問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案予以實現：
3、一種多功能鐵尾礦瀝青路面材料，由以下原料制成：集料和復合改性瀝青。
4、所述的復合改性瀝青由以下原料制成：瀝青和外加劑。
5、所述的外加劑由以下原料制成：四氫吡喃醚、n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷和次丁氧基鉀
6、所述的集料由以下原料制成：鐵尾礦石、鐵尾礦砂、鐵尾礦粉、富油再生集料、廢舊橡膠顆粒和聚芳酰胺纖維。
7、本專利技術還具有以下技術特征：
8、所述的鐵尾礦石采用裹附表面處理劑的鐵尾礦石。
9、所述的鐵尾礦粉為采用激發劑活化后得到的活化的鐵尾礦粉。
10、所述的廢舊橡膠顆粒采用表面帶有氨基的廢舊橡膠顆粒。
11、所述的聚芳酰胺纖維采用表面覆有聚乙烯醇的聚芳酰胺纖維。
12、所述的表面處理劑為巴胺鹽酸鹽、十二硫醇和無水乙醇按照質量比1：640：80制得的表面處理劑。
13、所述的激發劑為質量比為1:1的cao和caso4的混合物。
14、優選的，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚25～33份，n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷25～30份，次丁氧基鉀37～50份，原料的重量份數之和為100份。
15、進一步優選的，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚26份，n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷26份，次丁氧基鉀48份。
16、優選的，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5～5.5份，集料93.5～95份，外加劑0.5～1.0份，原料的重量份數之和為100份。
17、進一步優選的，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5～5.5份，鐵尾礦石32～49份，鐵尾礦砂18～30份，鐵尾礦粉2～5份，富油再生集料(rap)20～27份，廢舊橡膠顆粒5～10份，外加劑0.5～1.0份，聚芳酰胺纖維0.5～1.0份，原料的重量份數之和為100份。
18、進一步優選的，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5份，鐵尾礦石40份，鐵尾礦砂24份，鐵尾礦粉4.5份，富油再生集料(rap)20份，廢舊橡膠顆粒5份，外加劑1.0份，聚芳酰胺纖維1.0份。
19、本專利技術還保護一種如上所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料的制備方法，該方法包括以下步驟：
20、步驟一，制備活化鐵尾礦粉：
21、將鐵尾礦粉和1wt.％的激發劑放入球磨機中研磨2h，此時的到活化的鐵尾礦粉，活化的鐵尾礦粉的粒徑在1～20μm，比表面積為640～770m2/kg。
22、步驟二，制備改性聚芳酰胺纖維：
23、將聚芳酰胺纖維在無水乙醇中浸泡，再用蒸餾水充分洗滌以除去纖維表面污漬，烘干；同時，將聚乙烯醇粉體加入蒸餾水中，攪拌直至聚乙烯醇粉體溶解在蒸餾水中，得到聚乙烯醇溶液；將烘干的聚芳酰胺纖維加入聚乙烯醇溶液中，邊加入邊攪拌至聚芳酰胺纖維充分浸泡于聚乙烯醇溶液中，蒸發水分，烘干，制得表面覆有聚乙烯醇的聚芳酰胺纖維，即為改性聚芳酰胺纖維。
24、步驟三，廢舊橡膠顆粒表面處理：
25、將廢舊橡膠顆粒依次浸泡在丙酮、石油醚和去離子水中，分別加熱回流清洗3h，取出廢舊橡膠顆粒，然后在80℃下真空干燥12h，得到廢舊橡膠顆粒；然后再將廢舊橡膠顆粒浸泡在硝化介質中，10℃下硝化反應6h，取出廢舊橡膠顆粒，用去離子水沖洗干凈，并干燥；將干燥好的廢舊橡膠顆粒浸泡在還原介質中，室溫下反應24h，取出廢舊橡膠顆粒，用去離子水沖洗干凈，并干燥，得到表面帶有氨基的廢舊橡膠顆粒。
26、所述的硝化介質為濃度68wt.％的硝酸、乙酸酣以及冰醋酸按照體積比為1：20：5配置的混合介質。
27、所述的還原介質為四氫呋喃、去離子水、磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀按照質量比為200：200：2.5：0.6配置的混合介質。
28、步驟四，鐵尾礦石表面處理：
29、將鐵尾礦石用清水洗凈后放入110℃鼓風干燥箱內烘干備用，再將巴胺鹽酸鹽、十二硫醇和無水乙醇按照質量比1：640：80的比例加入到電動攪拌機內，以200～300r/min的轉速常溫下攪拌2分鐘制得表面處理劑；隨后將表面處理劑裝入氣動高霧化涂料噴漆槍中，邊攪拌邊將表面處理劑噴涂于鐵尾礦石表面，使表面處理劑均勻裹附，噴涂完成后將鐵尾礦石置于60℃的鼓風干燥箱中10min使小分子化合物揮發以及表面處理劑充分固化，取出冷卻至室溫及制得裹附表面處理劑的鐵尾礦石。
30、步驟五，集料預拌：
31、先將富油再生集料放入預熱180℃的拌鍋中攪拌5min，再將鐵尾礦砂、活化的鐵尾礦粉、表面帶有氨基的廢舊橡膠顆粒、改性聚芳酰胺纖維和裹附表面處理劑的鐵尾礦石依次加入拌鍋中攪拌均勻。
32、步驟六，制備復合改性瀝青：
33、將瀝青在溫度為180℃的條件下加熱熔融，隨后加入四氫吡喃醚、n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷和次丁氧基鉀，攪拌45～50min后放置于160℃的環境中發育25～30min，即制得復合改性瀝青。
34、步驟七，制備多功能鐵尾礦瀝青路面材料：
35、將步驟六制得的復合改性瀝青加入至步驟五預拌好的集料中，混和攪拌均勻，即可制得多功能鐵尾礦瀝青路面材料。
36、本專利技術與現有技術相比，具有如下技術效果：
37、(ⅰ)本專利技術的瀝青路面材料能夠兼顧瀝青混合料的高低溫性能及耐久性能。本專利技術的瀝青路面材料中，n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷和次丁氧基鉀單獨添加均不會提高瀝青路面材料的抑冰能力，二者同時添加的情況下瀝青路面材料的抑冰效果顯著增強。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多功能鐵尾礦瀝青路面材料，由以下原料制成：集料和復合改性瀝青；其特征在于，所述的復合改性瀝青由以下原料制成：瀝青和外加劑；
2.如權利要求1所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的集料由以下原料制成：鐵尾礦石、鐵尾礦砂、鐵尾礦粉、富油再生集料、廢舊橡膠顆粒和聚芳酰胺纖維。
3.如權利要求2所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的鐵尾礦石采用裹附表面處理劑的鐵尾礦石；所述的鐵尾礦粉為采用激發劑活化后得到的活化的鐵尾礦粉；所述的廢舊橡膠顆粒采用表面帶有氨基的廢舊橡膠顆粒；所述的聚芳酰胺纖維采用表面覆有聚乙烯醇的聚芳酰胺纖維；
4.如權利要求1所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚25～33份，N-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷25～30份，次丁氧基鉀37～50份，原料的重量份數之和為100份。
5.如權利要求4所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚26份，N-(β-氨乙基)-γ
6.如權利要求1所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5～5.5份，集料93.5～95份，外加劑0.5～1.0份，原料的重量份數之和為100份。
7.如權利要求6所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5～5.5份，鐵尾礦石32～49份，鐵尾礦砂18～30份，鐵尾礦粉2～5份，富油再生集料20～27份，廢舊橡膠顆粒5～10份，外加劑0.5～1.0份，聚芳酰胺纖維0.5～1.0份，原料的重量份數之和為100份。
8.如權利要求7所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，以重量份數計，由以下原料制成：瀝青4.5份，鐵尾礦石40份，鐵尾礦砂24份，鐵尾礦粉4.5份，富油再生集料20份，廢舊橡膠顆粒5份，外加劑1.0份，聚芳酰胺纖維1.0份。
9.一種如權利要求1至8任一項所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種多功能鐵尾礦瀝青路面材料，由以下原料制成：集料和復合改性瀝青；其特征在于，所述的復合改性瀝青由以下原料制成：瀝青和外加劑；
2.如權利要求1所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的集料由以下原料制成：鐵尾礦石、鐵尾礦砂、鐵尾礦粉、富油再生集料、廢舊橡膠顆粒和聚芳酰胺纖維。
3.如權利要求2所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的鐵尾礦石采用裹附表面處理劑的鐵尾礦石；所述的鐵尾礦粉為采用激發劑活化后得到的活化的鐵尾礦粉；所述的廢舊橡膠顆粒采用表面帶有氨基的廢舊橡膠顆粒；所述的聚芳酰胺纖維采用表面覆有聚乙烯醇的聚芳酰胺纖維；
4.如權利要求1所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚25～33份，n-(β-氨乙基)-γ氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷25～30份，次丁氧基鉀37～50份，原料的重量份數之和為100份。
5.如權利要求4所述的多功能鐵尾礦瀝青路面材料，其特征在于，所述的外加劑，以重量份數計，由以下原料制成：四氫吡喃醚2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴澔，王朝輝，晁先磊，韓昌，趙魏，問鵬輝，馬垚，朱成偉，楊幸，尹雙龍，何小虎，
申請(專利權)人：新疆中新鐵路建設有限公司，
類型：發明
國別省市：
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